JP2002107205A - 液面レベルセンサ - Google Patents

液面レベルセンサ

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JP2002107205A
JP2002107205A JP2000297166A JP2000297166A JP2002107205A JP 2002107205 A JP2002107205 A JP 2002107205A JP 2000297166 A JP2000297166 A JP 2000297166A JP 2000297166 A JP2000297166 A JP 2000297166A JP 2002107205 A JP2002107205 A JP 2002107205A
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JP
Japan
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magnet
float arm
liquid level
float
rotation
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JP2000297166A
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English (en)
Inventor
Takeshi Kato
武司 加藤
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Marelli Corp
Original Assignee
Calsonic Kansei Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の接点式の可動部の基本構成をそのまま
使用することが出来ず、信頼性ある製品を作り上げるの
に多くの時間を必要とする。また、その場合、フロート
アーム21の回転中心とマグネット24の中心位置とを
一致させなくては所定の精度を得られない。 【解決手段】 液面の上下動に応じて上下変位するフロ
ートが取り付けられ、かつそのフロートの上下動に応じ
て回転軸を中心に回動するフロートアームと、該フロー
トアームの回転中心の近傍に、そのフロートアームと交
わる方向に磁界が発生するように取り付けられたマグネ
ットと、該マグネットと対向配置されて、そのマグネッ
トの回転に伴って変化する磁界強度の変化に応じて、前
記液面レベルを検出する液面検出手段とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、液面検出装置、
特に自動車のガソリンタンク内に装着されて、該タンク
内の液量を検出する液面レベルセンサにするものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の液面レベルセンサには、
実公平2−34584号公報に示される第17図乃至第
20図に示す如きものがある。即ち、燃料タンクの開口
部を閉鎖する蓋1の裏側に取り付けられたブラケット2
には、合成樹脂製のハウジング3が固着されると共に、
このハウジング3には軸受4が一体に設けられ、この軸
受4の軸受孔4’にフロートアーム5の基端部の折曲げ
端6が挿入されるようになつている。また前記ハウジン
グ3には、前記軸受孔4’と同一方向に延びる一対の支
柱7,7が一体に設けられ、その支柱7、7の先端に
は、軸受4の端面から、軸受孔4’の軸方向に、所定の
間隔で係合爪8,8が設けられている。
【0003】またフロートアーム5の折曲げ端6が樹脂
製回動片9に設けた透孔10に挿入された後、止め用爪
11により、前記フロートアーム5が回動片9に固着さ
れている。更にフロートアーム5の折曲げ端6は、軸受
4の軸受孔4’に貫通させると共に、回動片9の基端
を、軸受4と係合爪8との間に嵌合してハウジング3に
対して回動片9を回動自在に保持させているものであ
る。
【0004】また、第19図において左右2対の固定爪
13によりハウジング3に固定されている抵抗板14
は、セラミツク基板15上に抵抗パターン16及びこの
パターン16に連結する導体パターン17が焼付けられ
てなり、この抵抗パターン16上を前記の接点18が摺
動される。すなわち、フロート19が液面レベルの上昇
に伴って、フロートアーム5を時計回りの回動力を発生
し、接点18を前記抵抗パターン16上を摺動すること
によって液面レベルが検出されるものである。
【0005】しかしながら、近年、上記の如き接点18
が抵抗パターン16上を摺動することによって液面レベ
ルを検出するものに替えて、接点を有しない、例えば特
開平8−94413号公報に示される如き無接点式の液
面レベルセンサが開発されようとしている。
【0006】これは、図21及び図22に示すように、
例えば水やガソリン等の液面に浮かぶフロート20に先
端部が連結されたフロートアーム21の後端部に一体に
形成され、回動自在に支承する回転軸22と、該回転軸
22を軸支する樹脂製ハウジング23と、前記回転軸2
2と同軸にしてフロートアーム21の後端部に一側面側
を露出して埋設されたマグネット24と、該マグネット
24の回転軸22と同軸上で対向配置にされた磁気抵抗
素子25とから構成され、液面レベルの変位に応じて上
方、又は下方に変位するフロート20に応動して、フロ
ートアーム21が回動する、それに伴ってマグネット2
4から発せられる磁束線の前記磁気抵抗素子25を通過
する量(磁界強度)が変化して、液面レベルが検出され
るものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、マグネ
ット24と磁気抵抗素子25とを使用し、液面レベルセ
ンサを構成した場合、例えばマグネット24を円盤状に
形成する必要があるので、回転軸22の形状が大きく異
なり、従来の接点式の可動部の基本構成をそのまま使用
することが出来ず、信頼性ある製品を作り上げるのに多
くの時間を必要とする。
【0008】また、その場合、フロートアーム21の回
転中心とマグネット24の中心位置とを一致させなくて
は所定の精度を得られないので、高い取付精度が要求さ
れ、そのための品質管理に多くの時間をとられる等の問
題点があった。
【0009】そこで、この発明は、上記問題点に着目し
てなされたもので、従来の可動部の基本形状を維持しな
がら、マグネットの高い取付精度を要求しない液面レベ
ルセンサを得ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は、液面の上下
動に応じて上下変位するフロートが取り付けられ、かつ
そのフロートの上下動に応じて回転軸を中心に回動する
フロートアームと、該フロートアームの回転中心の近傍
に、そのフロートアームと交わる方向に磁界が発生する
ように取り付けられたマグネットと、該マグネットと対
向配置されて、そのマグネットの回転に伴って変化する
磁界強度の変化に応じて、前記液面レベルを検出する液
面検出手段とを備えた液面レベルセンサに関するもので
ある。
【0011】なお、前記マグネットは、液面検出手段に
対向し、かつフロートアームの回転軸に平行な平面内を
移動するように配置することによって精度良く液面レベ
ルを検出できる。
【0012】また、マグネットのN極とS極との間にフ
ロートアームを配置することによってフロートアームが
磁性体であっても実用的な液面レベルを検出できる。こ
の場合、マグネットの磁極間に形成される磁気的中立点
に一致させてフロートアームを取り付けると、フロート
アームを磁性体であっても、その影響を全く排除でき
る。
【0013】またさらに、フロートアームの材料とし
て、従来からフロートアーム材として使用され、極めて
安価で実績のある鉄製ロット棒(磁性体棒)を使用でき
るので、コストアップを防止できる。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、この発明による実施の形態
を説明する。 実施の形態1.図1乃至図5に基づいて説明する。即
ち、30は図示しない燃料タンクAの開口部を閉鎖する
蓋を示し、この蓋30の裏側には、その蓋30から垂下
するようにブラケット31が設けられ、そのブラケット
31の基端が前記蓋30に溶接されていると共に、この
ブラケット31の先端側には、合成樹脂製のハウジング
32が、ネジ33によって螺着されている。また、この
ハウジング32には軸受34を構成する軸受孔34’が
穿設され、その軸受孔34’には後述の樹脂製回動片3
9の回転軸部39bが回転可能に挿入されている。
【0015】すなわち、この樹脂製回動片39は、保持
部39aと、その保持部39bの端部から直角方向に突
設された回転軸部39bと一体に形成されており、前記
保持部39aには保持用の複数の爪39dが設けられ、
その保持用の爪39dによって、先端にフロート42が
取り付けられた磁性体のフロートアーム35が回動片3
9に取り付けられると共に、そのフロートアーム35の
基端部の折曲げ端35aが前記回転軸部39bの回転軸
に、中心軸が一致するように穿設された貫通孔40に嵌
入される。
【0016】また、樹脂製回動片39の保持部39aの
中央部には、その保持部39aの長手方向に直交するよ
うに長方形状のマグネット41を埋設する一対の翼部3
9cが設けられ、その長方形状のマグネット41の埋設
位置は、一対の翼部39cに跨り、その一方の先端部が
N極に、また他方の先端部がS極になるように着磁され
ている。なお、前記長方形状のマグネット41の長手方
向の中央に形成される磁気的中立点(N極でも、S極で
もない点)に一致するように前記フロートアーム35が
取り付けられているので、フロートアーム35の材質が
磁性体のものであっても磁気的影響はない。
【0017】また、42は回路基板で、前記マグネット
41によって形成される磁界の強さを検出するホール素
子43が搭載されると共に、前記ハウジング32に収納
されている。すなわち、このホール素子43は、前記フ
ロートアーム35が前記タンクA内の液面の上下変動に
伴う、最低液面位を示すE点(エンプティ点)、最高液
面位を示すF点(フル点)の間を変化する(図2で符号
θで示されている)と、図6(A)に示すように出力電
圧(特性曲線Zによる)を変化させる。なお、この特性
Zは、周囲温度の影響を受けて、周囲温度が低くなる
と、特性曲線Xの如く立ち上がり、また周囲温度が高く
なると特性曲線Yの如く傾きが小さくなるが、前記磁気
的中立点Oはその周囲温度の影響を受ず、中立点にな
る。
【0018】なお、45は前記ハウジング32に穿設さ
れた軸受孔34’の周縁部に対向するように立設され、
その軸受孔34’と同一方向に延びる一対の支柱37
で、前記ハウジング32と一体に成形され、この一対の
支柱45のそれぞれの先端には、互いに向い合う方向へ
突出する係合爪45aが設けられ、その係合爪45aの
それぞれが前記回動片39の基部平坦面を形成する回転
軸部39bの端面に係合して前記フロートアーム35の
前記ハウジング32からの離脱を防止している。
【0019】このように構成し、マグネット41がE点
(エンプティ点)に相当する位置にあるときにホール素
子43とマグネット41との位置関係が、図1に示す関
係、すなわちマグネット41の上端がホール素子43の
位置に一致しているときを初期位置として図2で符号θ
で示されている回動角の範囲内、すなわち、タンクA内
の液面位が最低液面位を示すE点と、最高液面位を示す
F点との間を変化すると、ホール素子43からは、図6
に示すように出力電圧が得られる。
【0020】また、図8に示すように、上記の如き長方
形状のマグネット41の長手方向の中央に形成される磁
気的中立点(N極とS極の真ん中の位置)を通り、かつ
該マグネット41の長手方向に直交する方向に鉄等の磁
性を有する上記の如きフロートアーム35を取り付ける
と、そのフロートアーム35には前記マグネット41の
N極からの吸引力F1、F2及びS極からの吸引力F
3、F4が、同一となり、すなわち磁気的に影響を受け
ない状態になる。これを逆説的に見れば、マグネット4
1は、近傍に磁性体を有するフロートアーム35があっ
ても、そのフロートアーム35からの影響を受けないこ
とになる。また、マグネット41の量産時にその着磁量
にバラツキが発生しても、マグネット41の磁気的中立
点は、全て同じ中立位置に発生するので、中央位置にフ
ロートアーム35を位置せしめることによって確実にフ
ロートアーム35による磁気的影響を防止することがで
きる。
【0021】次に、前記ホール素子43から出力される
電気信号の処理回路を図7に基づいて以下に説明する。
すなわち、ホール素子43からの出力信号は、差動増幅
器47を介して補正回路48に供給され、補正回路48
では、前記ホール素子43の近傍に配置されて、該ホー
ル素子43の温度を検出するサーミスタ49からの温度
信号に基づいて補正して表示器50を駆動する。なお、
符号51はバッテリである。
【0022】実施の形態2.実施の形態1では、マグネ
ット41を一対の翼部39dに埋設するように構成して
いたが、この実施の形態では、図9及び図10に示すよ
うに回動片39のうち一対の翼部39d全体をマグネッ
ト化、いわゆるプラスチックマグネットによって構成し
ても良い。また前記回動片39を磁粉入りの樹脂で成形
し、その後に、前記一対の翼部39dのみを部分的に着
磁してマグネット化しても良い。これによって、部品点
数を減らすことが出来る。
【0023】実施の形態3.実施の形態1では、マグネ
ット41を全ての面が平面からなる直方体で構成してい
たが、図11及び図12に示すように前述した磁気的に
中立な位置、すなわちマグネット41の長手方向の中央
位置に、該マグネット41を横断するように1条の凹溝
41aを設け、その凹条41a内に前記フロートアーム
35を配置することによって、フロートアーム35にマ
グネット41を組み付けた状態での厚みTを薄くするこ
とが出来る。
【0024】実施の形態4.実施の形態1及び実施の形
態3では、1つの長方形状のマグネット41を一対の翼
部39cに埋設するように構成していたが、図13及び
図14に符号41a、41bで示すように分割して、前
記一対の翼部39cのそれぞれに1つずつ配設しても良
い。これによって、マグネット41をヨーク39に組み
込んだ状態での重量を軽量化できる。
【0025】実施の形態5.図15及び図16に示す実
施の形態5では、フロートアーム35がE点に相当する
位置に位置しているときに、ホール素子43がマグネッ
ト41の磁気的中立点Oの一致するところに位置するよ
うに設定されている。その結果、図6(A)に中立点の
右側のみの特性を使用して、左側の特性は使用しないよ
うにしている。それによって、この時の特性曲線は図6
(B)に示すようになり、燃料が残り僅かになったこと
を示すことで、車両を使用する上で非常に重要な燃料残
量計における“E”点を周囲温度に関係のない固定点と
することが出来る。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、フロートアームの
回転中心とマグネットの位置を一致させる必要性がない
ので、レイアウトの自由度が増す。使用実績のある機械
的摺動部をそのまま使用でき、機械的摺動部の信頼性を
確保でき、また短時間で開発できる。フロートアームに
磁性材料を使用しても検出精度に影響を与えないため、
使用実績のある鉄製のアーム材を使用でき、高価なステ
ンレス等の非磁性材料を使用しなくても済み、コストア
ップ卯を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1を説明するための全体構
成説明図である。
【図2】図1における要部拡大説明図である。
【図3】図2のAA線断面説明図である。
【図4】図1において、マグネット41が回動片39に
埋設されている状態を説明する説明図である。
【図5】図4におけるAA断面説明図である。
【図6】(A)は、図1及び図2において、フロートア
ーム35をE点からF点まで回動させたときのホール素
子42の出力特性図で、また(B)は、図1及び図2に
おいて、ホール素子42をフロートアーム35が“E”
点に位置したときにマグネット43の磁気的中立点に一
致するところに配置したときの特性図である。またマグ
ネット41の着磁量のバラツキによっても中立点の位置
が変化しないことを示す図である。
【図7】ホール素子43からの出力信号の信号処理回路
を説明するための回路ブロック説明図である。
【図8】磁気的中立点を説明するための説明図である。
【図9】実施の形態2を説明するための説明図である。
【図10】図9におけるAA断面説明図である。
【図11】実施の形態3を説明するための説明図であ
る。
【図12】図11におけるAA断面説明図である。
【図13】実施の形態3を説明するための説明図であ
る。
【図14】図13におけるAA断面説明図である。
【図15】従来の接点式装置の全体構成説明図である。
【図16】図15における接点構造を示す断面説明図で
ある。
【図17】図15における接点構造を示す平面説明図で
ある。
【図18】図15における基板取付構造を説明するため
の断面説明図である。
【図19】従来の無接点式の全体構成説明図である。
【図20】図19の断面説明図である。
【図21】従来の液面レベルセンサの使用状態図であ
る。
【図22】従来の液面レベルセンサの縦断面図である。
【符号の説明】
1,30 蓋 2,31 ブラケット 3,23,32 ハウジング 4、34 軸受 4’,34’ 軸受孔 5,21,35 フロートアーム 6 折曲げ端 7,45 支柱 8,45a 係合爪 9,39 樹脂製回動片 10 透孔 11 止め用爪 13 固定爪 14 抵抗板 15 セラミック基板 16 抵抗パターン 17 導体パターン 18 接点 19,20,42 フロート 22 回転軸 24,41,41a,41b マグネット 25 磁気抵抗素子 39a 保持部 39b 回転軸部 39c 翼部 42 回路基板 43 ホール素子 41a 凹溝

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液面の上下動に応じて上下変位するフロ
    ートが取り付けられ、かつそのフロートの上下動に応じ
    て回転軸を中心に回動するフロートアームと、該フロー
    トアームの回転中心の近傍に、そのフロートアームと交
    わる方向に磁界が発生するように取り付けられたマグネ
    ットと、該マグネットと対向配置されて、そのマグネッ
    トの回転に伴って変化する磁界強度の変化に応じて、前
    記液面レベルを検出する液面検出手段とを備えた液面レ
    ベルセンサ。
  2. 【請求項2】 前記マグネットは、前記液面検出手段に
    対向し、かつ前記フロートアームの回転平面に平行な平
    面内を移動するように配置されてなることを特徴とする
    請求項1記載の液面レベルセンサ。
  3. 【請求項3】 前記マグネットは、その磁極間に前記フ
    ロートアームが位置されてなることを特徴とする請求項
    2記載の液面レベルセンサ。
  4. 【請求項4】 前記マグネットの磁極間に形成される磁
    気的中立点に一致するように前記フロートアームが取り
    付けられてなることを特徴とする請求項3記載の液面レ
    ベルセンサ。
  5. 【請求項5】 前記フロートアームは磁性材料で形成さ
    れてなることを特徴とする請求項4記載の液面レベルセ
    ンサ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7520167B2 (en) 2005-10-14 2009-04-21 Denso Corporation Fuel level gauge for use in automobile
US7856875B2 (en) 2006-09-28 2010-12-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Water level sensing unit, steam generator having the same, and heating cooking apparatus having the steam generator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7520167B2 (en) 2005-10-14 2009-04-21 Denso Corporation Fuel level gauge for use in automobile
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